KR20010052698A - Fossil fuel fired steam generator - Google Patents

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KR20010052698A
KR20010052698A KR1020007013954A KR20007013954A KR20010052698A KR 20010052698 A KR20010052698 A KR 20010052698A KR 1020007013954 A KR1020007013954 A KR 1020007013954A KR 20007013954 A KR20007013954 A KR 20007013954A KR 20010052698 A KR20010052698 A KR 20010052698A
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칼 하인쯔 호르닝어
지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 화석 연료 증기 발생기에 관한 것이다. 상기 증기 발생기(2)는 화석 연료(B)용 연소 챔버(4)를 포함하며, 가열 가스측으로 볼 때 상기 증기 발생기(2)의 하부에는 수평 가스 추출 장치(6)에 의해 수직 가스 추출 장치(8)가 연결된다. 본 발명의 목적은 특히 적은 제조 및 설치 비용을 갖는 증기 발생기를 제공하는 것이다. 이를 위해, 상기 연소 챔버(4)는 다수의 버너(30)를 가지며, 상기 버너(30)는 수평 가스 추출 장치(6)의 높이에 배치된다.The present invention relates to a fossil fuel steam generator. The steam generator 2 comprises a combustion chamber 4 for fossil fuel B, and in the lower portion of the steam generator 2 when viewed from the heating gas side, a vertical gas extraction device (6) is provided by a horizontal gas extraction device (6). 8) is connected. It is an object of the present invention to provide a steam generator with particularly low manufacturing and installation costs. For this purpose, the combustion chamber 4 has a plurality of burners 30, which are arranged at the height of the horizontal gas extraction device 6.

Description

화석 연료 증기 발생기 {FOSSIL FUEL FIRED STEAM GENERATOR}Fossil Fuel Steam Generator {FOSSIL FUEL FIRED STEAM GENERATOR}

증기 발생기는 통상적으로, 증발기 순환계로 가이드된 흐름 매체, 예컨대 물-물/증기-혼합물을 증발시키는데 사용된다. 이를 위해, 상기 증기 발생기는 증발기 파이프를 가지며, 상기 증발기 파이프가 가열됨으로써 그속에 가이드된 흐름 매체는 증발된다.Steam generators are typically used to evaporate a flow medium, such as a water-water / vapor-mixture, guided to the evaporator circulation. To this end, the steam generator has an evaporator pipe and the flow medium guided therein is evaporated by heating the evaporator pipe.

증기 발생기는 통상적으로 수직 구조의 연소 챔버에 의해 형성된다. 이는, 상기 연소 챔버가 가열된 매체 또는 가열 가스의 관류를 위해 거의 수직 방향으로 설계된다는 것을 의미한다. 여기서, 가열 가스측으로 볼 때 연소 챔버의 하부에는 수평 가스 추출 장치가 연결되며, 상기 연소 챔버로부터 수평 가스 추출 장치로 이행할 때 가열 가스 흐름은 거의 수평 흐름 방향으로 편향될 수 있다. 이러한 수직 구조의 연소 챔버는 온도에 따른 연소 챔버의 길이 변경으로 인해 연소 챔버가 매달려있는 장치를 요구한다. 이는 증기 발생기의 제조 및 설치시 매우 높은 기술적 비용을 요구하며, 상기 증기 발생기는 크면 클수록 증기 발생기의 전체 높이도 더 커진다.The steam generator is typically formed by a combustion chamber of vertical structure. This means that the combustion chamber is designed in a nearly vertical direction for the perfusion of the heated medium or heating gas. Here, a horizontal gas extraction device is connected to the lower portion of the combustion chamber when viewed from the heating gas side, and the heating gas flow may be deflected in a substantially horizontal flow direction when transitioning from the combustion chamber to the horizontal gas extraction device. Such a vertical combustion chamber requires a device in which the combustion chamber is suspended due to a change in the length of the combustion chamber with temperature. This requires very high technical costs in the manufacture and installation of the steam generator, the larger the steam generator, the larger the overall height of the steam generator.

본 발명은 화석 연료용 연소 챔버를 갖는 증기 발생기에 관한 것이며, 가열 가스측으로 볼 때 상기 증기 발생기의 하부에는 수평 가스 추출 장치에 의해 수직 가스 추출 장치가 연결된다.The present invention relates to a steam generator having a combustion chamber for fossil fuels, wherein a vertical gas extraction device is connected to a lower portion of the steam generator by a horizontal gas extraction device when viewed from the heating gas side.

본 발명의 실시예는 하기의 도면에 의해 더 자세히 설명된다.Embodiments of the present invention are described in more detail by the following figures.

도 1은 두 개의 추출 장치를 갖는, 화석 연료 증기 발생기의 개략적인 측면도,1 is a schematic side view of a fossil fuel steam generator having two extraction devices,

도 2는 개별 증발기 또는 증기 발생기 파이프의 개략적인 종단면도, 및2 is a schematic longitudinal sectional view of an individual evaporator or steam generator pipe, and

도 3은 커브(K1내지 K6)를 갖는 좌표계.3 is a coordinate system having curves K 1 to K 6 .

모든 도면에서 서로 상응하는 부분들은 동일한 도면 부호를 갖는다.Parts corresponding to each other in all drawings have the same reference numerals.

본 발명의 목적은 특히 적은 제조 및 설치 비용을 필요로하는, 서두에 언급된 방식의 화석 연료 증기 발생기를 제조하는데 있다.It is an object of the present invention to produce a fossil fuel steam generator of the type mentioned at the outset, which in particular requires low manufacturing and installation costs.

상기 목적은 본 발명에 따라, 상기 연소 챔버가 수평 가스 추출 장치의 높이에 배치된 다수의 버너를 가짐으로써 달성된다.The object is achieved according to the invention by the combustion chamber having a plurality of burners arranged at the height of the horizontal gas extraction device.

본 발명은, 특히 적은 제조 및 설치 비용에 의해 조절될 수 있는 증기 발생기가 간단한 수단으로 실행가능한 고정 구조를 가져야만 한다는 숙고로부터 출발한다. 비교적 적은 기술적 비용에 의해 제조될 수 있는, 연소 챔버를 매달기 위한 장치는 특히 적은 전체 높이를 갖는 증기 발생기와 결부되어 있다. 상기 증기 발생기의 특히 적은 높이는, 연소 챔버가 수평 구조로 실행됨으로써 달성될 수 있다. 여기서, 수평 가스 추출 장치의 높이에 있는 버너는 연소 챔버의 벽 내에 배치된다. 따라서, 상기 연소 챔버는 증기 발생기의 작동시 가열 가스의 거의 수평 방향으로 관류된다.The present invention starts from the contemplation that steam generators, which can be controlled in particular by low production and installation costs, should have a fixed structure that is viable by simple means. An apparatus for suspending a combustion chamber, which can be manufactured at a relatively low technical cost, is in particular associated with a steam generator with a small overall height. A particularly small height of the steam generator can be achieved by running the combustion chamber in a horizontal configuration. Here, the burners at the height of the horizontal gas extraction device are arranged in the walls of the combustion chamber. Thus, the combustion chamber flows through a nearly horizontal direction of the heating gas upon operation of the steam generator.

바람직하게는, 상기 버너는 연소 챔버의 정면에, 또한 연소 챔버의 측벽에 배치되며, 이때 상기 연소 챔버는 수평 가스 추출 장치에 대한 배출 개구에 마주놓여있다. 상기 방식으로 형성된 증기 발생기는 특히 간단한 방식으로 연료의 소각 길이에 매칭될 수 있다. 상기 연료의 소각 길이는 정해진 평균 연도 가스 온도에서 화석 연료의 소각 시간(tA)과 수평 방향의 연도 가스 속도를 곱한 값이다. 각각의 증기 발생기에 대한 최대의 소각 길이는 증기 발생기의 전부하 작동시 나타난다. 상기 소각 시간(tA)은 또한 정해진 평균 연도 가스 온도에서 완전히 소각시키기 위해 예컨대 평균 크기의 탄진 입자를 필요로하는 시간이다.Preferably, the burner is arranged in front of the combustion chamber and on the side wall of the combustion chamber, with the combustion chamber facing the discharge opening for the horizontal gas extraction device. The steam generator formed in this way can be matched to the incineration length of the fuel in a particularly simple manner. The incineration length of the fuel is a value obtained by multiplying the incineration time t A of the fossil fuel by the flue gas velocity in the horizontal direction at a predetermined average flue gas temperature. The maximum incineration length for each steam generator is shown during full load operation of the steam generator. The incineration time t A is also the time required, for example, of average sized particles of coal to completely incinerate at a given average flue gas temperature.

수평 가스 추출 장치의 재료의 결함 및 예컨대 재의 유입으로 인한 오염을 적게 유지시키기 위해, 수평 가스 추출 장치의 정면에서부터 유입 영역까지의 간격에 의해 정해진 연소 챔버의 길이는 바람직하게 증기 발생기의 전부하 작동시 화석 연료의 소각 길이와 적어도 동일하다.In order to keep less material defects in the horizontal gas extraction device and contamination due to, for example, the inflow of ash, the length of the combustion chamber, determined by the distance from the front of the horizontal gas extraction device to the inlet area, is preferably at full load operation of the steam generator. At least equal to the incineration length of the fossil fuel.

상기 연소 챔버의 길이(L)(m으로 표시됨)는 본 발명의 바람직한 실시예에서 연소 챔버의 BMCR 값(W)(kg/s로 표시됨), 화석 연료의 소각 시간(tA)(s로 표시됨), 및 연소 챔버로부터 나온 작동 매체의 배출 온도(TBRK)(℃로 표시됨)의 함수로서 선택된다. BMCR은 보일러에 매겨지는 최대의 연속 정격을 나타내고 BMCR 값은 국제적으로 통용된 증기 발생기의 최대 연속 출력에 대한 개념이다. 이는 또한 설계된 출력, 다시 말해 증기 발생기의 전부하 작동시 출력에 상응한다. 여기서, 연소 챔버의 길이(L)에 대해 주어진 BMCR 값(W)에서 근사치로서 하기의 함수에서 더 큰 값이 적용된다. 즉,The length L of the combustion chamber (denoted in m) is the BMCR value W (in kg / s) of the combustion chamber in the preferred embodiment of the present invention, and the incineration time t A of fossil fuel (s) (s). ), And the discharge temperature (T BRK ) (expressed in ° C.) of the working medium from the combustion chamber. The BMCR represents the maximum continuous rating given to the boiler and the BMCR value is a concept for the maximum continuous output of internationally recognized steam generators. It also corresponds to the designed output, ie the output during full load operation of the steam generator. Here, a larger value is applied in the following function as an approximation to a given BMCR value W for the length L of the combustion chamber. In other words,

L(W, tA)=(C1+C2·W)·tA이고,L (W, t A ) = (C 1 + C 2 W) t A ,

L(W, TBRK)=(C3·TBRK+C4)W+C5(TBRK)2+C6·TBRK+C7일때, L (W, T BRK) = (C 3 · T BRK + C 4) W + C 5 (T BRK) 2 + C 6 · T BRK + C 7 when,

C1= 8m/s이고,C 1 = 8 m / s,

C2= 0.0057m/kg 이며,C 2 = 0.0057 m / kg,

C3= -1.905·10-4(m·s)/(kg℃) 이고,C 3 = -1.905 · 10 -4 (m · s) / (kg ° C),

C4= 0.2857(s·m)/kg 이며,C 4 = 0.2857 (sm) / kg,

C5= 3·10-4m/(℃)2이고,C 5 = 3 · 10 -4 m / (° C) 2 ,

C5= -0.8421 m/℃ 이며,C 5 = -0.8421 m / ° C,

C7= 603.4125 m 이다.C 7 = 603.4125 m.

"근사치"라는 말은 개별 함수에 의해 정해진 값으로부터 +20%/-10% 만큼 허용 편차가 발생한다는 것을 의미한다.The term "approximate" means that an allowable deviation occurs by +20% /-10% from the value determined by the individual function.

상기 연소 챔버의 정면과 측벽, 수평 가스 추출 장치 및/또는 수직 가스 추출 장치의 측벽은 바람직하게는 기밀 방식으로 서로 용접되어, 수직으로 배치된 흐름 매체가 평행하게 공급될 수 있는 각각의 증발기 또는 증기 발생기 파이프로서 형성된다.The front and side walls of the combustion chamber, the side walls of the horizontal gas extraction device and / or the vertical gas extraction device are preferably welded to each other in an airtight manner so that each evaporator or vapor to which the vertically arranged flow media can be fed in parallel. It is formed as a generator pipe.

증발기 파이프 내로 가이드된 흐름 매체에서 연소 챔버의 열을 특히 적절하게 전달하기 위해, 바람직하게 다수의 증발기 파이프는 그 내측에서 각각 다층의 나사선을 형성하는 리브를 갖는다. 여기서, 바람직하게는 파이프 축에 대해 수직인 평면과 파이프 내측에 배치된 리브의 플랭크 간의 기울기각(α)은 60。보다 작고, 바람직하게는 55。보다 작다. 내부 리브없는 증발기 파이프, 소위 플레인 파이프로서 실행된 가열된 증발기 파이프에서 파이프벽의 습윤에 대해 정해진 증기 함량은 더이상 유지될 수 없다. 습윤이 결핍된 상태에서는 곳곳에 건식된 파이프 벽이 존재할 수 있다. 상기와 같이 건식될 파이프 벽으로의 이행에 따라, 열 전달의 크라이시스(crisis)의 형태로 특히 제한된 열 전달비가 나타남으로써, 통상적으로 이러한 지점에서 파이프벽의 온도는 특히 강하게 증가한다. 그러나, 내부 리브의 파이프에는 플레인 파이프와 비교해볼 때 열 전달의 크라이시스가 0.9 이상의 증기 질량 함량에서, 다시 말해 증기의 단부 바로 앞에서 나타난다. 이는 나선형 리브를 통한 선회에 의한 것이다. 상이한 원심력으로 인해, 물이 증기 부분으로부터 분리되어 파이프 벽에 가압된다. 이를 통해, 파이프 벽은 높은 증기 함량을 가질 정도로 습윤을 유지함으로써, 열 전달의 크라이시스 장소에서 이미 높은 흐름 속도가 존재하게 된다. 이는 특히 적절한 열 전달 및 결과적으로 낮은 파이프벽 온도를 야기한다.In order to particularly appropriately transfer the heat of the combustion chamber in the flow medium guided into the evaporator pipe, the plurality of evaporator pipes preferably have ribs inside each of which form a multi-threaded thread. Here, the inclination angle α between the plane perpendicular to the pipe axis and the flanks of the ribs arranged inside the pipe is preferably less than 60 ° and preferably less than 55 °. The vapor content defined for the wetting of the pipe wall in the evaporator pipe without internal ribs, the heated evaporator pipe implemented as a so-called plain pipe, can no longer be maintained. In the absence of wetting there may be dry pipe walls everywhere. With the transition to the pipe wall to be dried as above, there is a particularly limited heat transfer ratio in the form of crisis of heat transfer, so that the temperature of the pipe wall typically increases particularly strongly at this point. However, in the pipes of the inner ribs the crysis of heat transfer appears in the vapor mass content of at least 0.9, ie just before the end of the steam as compared to the plain pipe. This is by turning through the spiral ribs. Due to the different centrifugal forces, the water is separated from the vapor part and pressurized to the pipe wall. This allows the pipe wall to remain wet to a high vapor content, so that there is already a high flow rate at the crysis site of heat transfer. This in particular leads to proper heat transfer and consequently low pipe wall temperatures.

인접한 증발기 또는 증기 발생기 파이프는 바람직하게는 금속 밴드, 소위 핀에 의해 기밀 방식으로 서로 용접된다. 상기 핀의 폭은 증기 발생기 파이프 내로의 열 유입에 영향을 미친다. 따라서, 상기 핀의 폭은 바람직하게는 증기 발생기 내의 개별 증발기 또는 증기 발생기 파이프의 위치에 따라 가스측에 미리 제공될 수 있는 온도 분포에 매칭된다. 여기서, 온도 분포는 실험계수부터 검출된 전형적인 온도 분포이거나, 또는 예컨대 단계적 분포와 같은 대략적인 평가가 미리 제공될 수 있다. 적절하게 선택된 핀의 폭에 의해 상이한 증발기 또는 증기 발생기 파이프의 매우 불균일한 가열시 모든 증발기 또는 증기 발생기 파이프 내로의 열 유입은, 증발기 또는 증기 발생기 파이프의 배출구에서 나타나는 온도 차가 특히 적게 유지되도록 달성될 수 있다. 이러한 방식으로 예상보다 이른 재료의 피로가 확실히 방지된다. 이를 통해, 상기 증기 발생기는 특히 긴 수명을 갖는다.Adjacent evaporator or steam generator pipes are preferably welded to each other in an airtight manner by means of metal bands, so-called fins. The width of the fins affects the heat ingress into the steam generator pipe. Thus, the width of the fin is preferably matched to a temperature distribution that can be provided in advance on the gas side depending on the position of the individual evaporator or steam generator pipes in the steam generator. Here, the temperature distribution may be a typical temperature distribution detected from the experimental coefficients, or a rough evaluation such as a stepwise distribution may be provided in advance. The heat ingress into all evaporator or steam generator pipes upon very uneven heating of different evaporator or steam generator pipes by the appropriately chosen fin width can be achieved so that the temperature difference appearing at the outlet of the evaporator or steam generator pipe is kept particularly low. have. In this way fatigue of the material earlier than expected is reliably prevented. This allows the steam generator to have a particularly long life.

본 발명의 부가의 바람직한 실시예에서, 연소 챔버의 증발기 파이프의 내부 직경은 연소 챔버 내의 증발기 파이프의 개별 위치에 따라 선택된다. 이러한 방식으로 상기 연소 챔버 내의 증발기 파이프는 가스측에 미리 제공될 수 있는 온도 분포에 매칭될 수 있다. 이에 따라 야기된 증발기 파이프의 관류에 대한 영향에 의해, 연소 챔버의 증발기 파이프의 배출구에서 특히 온도 차가 적게 유지된다.In a further preferred embodiment of the invention, the inner diameter of the evaporator pipe of the combustion chamber is selected according to the individual position of the evaporator pipe in the combustion chamber. In this way the evaporator pipe in the combustion chamber can be matched to a temperature distribution that can be provided in advance on the gas side. By virtue of this effect on the perfusion of the evaporator pipe, the temperature difference is kept particularly low at the outlet of the evaporator pipe of the combustion chamber.

바람직하게는 흐름 매체용 연소 챔버의 증발기 파이프의 상부에는 공동의 유입 컬렉터 시스템이 연결되고, 하부에는 공동의 배출 컬렉터 시스템이 연결된다. 이 실시예에서 실행된 증기 발생기는 평행하게 연결된 증발기 파이프와 특히 균일한 관통구 간의 확실한 압력 균등을 가능하게 한다.Preferably the inlet collector system of the cavity is connected to the top of the evaporator pipe of the combustion chamber for the flow medium and the outlet collector system of the cavity to the bottom. The steam generator implemented in this embodiment enables a reliable pressure equalization between the parallelly connected evaporator pipes and in particular a uniform through opening.

연소 챔버의 정면의 증발기 파이프는 바람직하게는 흐름 매체측으로 볼 때 연소 챔버의 측벽의 증발기 파이프의 상부에 연결된다. 이를 통해, 버너의 열이 특히 바람직하게 이용될 수 있다.The evaporator pipe on the front of the combustion chamber is preferably connected to the top of the evaporator pipe on the side wall of the combustion chamber when viewed from the flow medium side. In this way, the heat of the burner can be used particularly preferably.

수평 가스 추출 장치에는 바람직하게 다수의 과열 표면이 배치되고, 상기 표면은 가열 가스의 주 흐름 방향에 대해 거의 수직으로 배치되고 상기 과열 표면의 파이프는 흐름 매체의 관류를 위해 평행하게 연결된다. 매달려있는 구조로 배치된, 격벽 가열 표면으로 지칭되는 과열 표면은 주로 대류에 의해 가열되고 흐름 매체 측으로 볼 때 연소 챔버의 증발기 파이프의 하부에 연결된다. 이를 통해, 버너의 열이 특히 바람직하게 이용될 수 있다.The horizontal gas extraction device is preferably arranged with a plurality of superheated surfaces, which surfaces are arranged almost perpendicular to the main flow direction of the heating gas and the pipes of the superheated surfaces are connected in parallel for the perfusion of the flow medium. The superheated surface, called the bulkhead heating surface, arranged in a suspended structure, is mainly heated by convection and connected to the bottom of the evaporator pipe of the combustion chamber when viewed from the flow medium side. In this way, the heat of the burner can be used particularly preferably.

바람직하게는 상기 수직 가스 추출 장치는 다수의 대류성 가열 표면을 가지며, 상기 표면은 가열 가스의 주 흐름 방향에 대해 거의 수직으로 배치된 파이프로서 형성된다. 상기 파이프는 흐름 매체의 관류를 위해 평행하게 연결된다. 또한 상기 대류성 가열 표면은 주로 대류에 의해 가열된다.Preferably the vertical gas extraction device has a plurality of convective heating surfaces, which surfaces are formed as pipes arranged substantially perpendicular to the main flow direction of the heating gas. The pipes are connected in parallel for the perfusion of the flow medium. The convective heating surface is also mainly heated by convection.

또한 가열 가스의 열을 특히 완전하게 이용하기 위해, 상기 수직 가스 추출 장치는 바람직하게는 이코노마이저 또는 고압 예열기를 갖는다.The vertical gas extraction device also preferably has an economizer or a high pressure preheater in order to take full advantage of the heat of the heating gas.

본 발명에 의해 달성된 장점은 특히, 수평 가스 추출 장치의 높이에 버너가 배치됨으로써 증기 발생기의 특히 낮은 높이가 달성될 수 있다는 데 있다. 따라서, 증기 터빈 장치 내에 증기 발생기를 배치함으로써 증기 발생기에서부터 증기 터빈 까지의 연결 파이프는 특히 짧아질 수 있다. 거의 수평 방향으로 가열 가스가 관류하도록 연소 챔버를 설계함으로써, 증기 발생기의 특히 복잡한 구조가 제공된다. 여기서, 연소실의 전체 높이는 화석 연료의 열이 특히 바람직하게 이용될 수 있도록 설계된다.An advantage achieved by the present invention is that in particular a particularly low height of the steam generator can be achieved by placing a burner at the height of the horizontal gas extraction device. Thus, by arranging the steam generator in the steam turbine device, the connecting pipe from the steam generator to the steam turbine can be shortened in particular. By designing the combustion chamber so that the heating gas flows through in a nearly horizontal direction, a particularly complex structure of the steam generator is provided. Here, the overall height of the combustion chamber is designed such that the heat of the fossil fuel can be used particularly preferably.

도 1에 따른 화석 연료 증기 발생기(2)는 수평 구조로 형성되고 바람직하게는 연속 흐름 증기 발생기로서 실행된다. 상기 증기 발생기(2)는 연소 챔버(4)를 포함하며, 상기 연소 챔버(4)의 하부에는 가열측으로 볼 때 수평 가스 추출 장치(6)에 의해 수직 가스 추출 장치(8)가 연결된다. 상기 연소 챔버(4)의 정면(9) 및 측벽(10a)은 기밀 방식으로 서로 용접되어, 평행하게 흐름 매체(S)가 공급될 수 있는 수직으로 배열된 증발기 파이프(11)로 형성된다. 부가로 상기 수평 가스 추출 장치(6)의 측벽(10b) 또는 수직 가스 추출 장치(8)의 측벽(10c)은 기밀 방식으로 서로 용접되어, 수직으로 배열된 증기 발생기 파이프(12a 또는 12b)로 형성된다. 이 경우, 상기 증발기 파이프(12a, 12b)에는 마찬가지로 각각 흐름 매체(S)가 평행하게 공급될 수 있다.The fossil fuel steam generator 2 according to FIG. 1 is formed in a horizontal structure and is preferably executed as a continuous flow steam generator. The steam generator 2 comprises a combustion chamber 4, in which a vertical gas extraction device 8 is connected to the lower portion of the combustion chamber 4 by a horizontal gas extraction device 6 when viewed from the heating side. The front side 9 and the side wall 10a of the combustion chamber 4 are welded to each other in an airtight manner so that they are formed of vertically arranged evaporator pipes 11 to which the flow medium S can be fed in parallel. In addition, the side wall 10b of the horizontal gas extraction device 6 or the side wall 10c of the vertical gas extraction device 8 are welded to each other in an airtight manner, and formed of vertically arranged steam generator pipes 12a or 12b. do. In this case, the flow medium S may be supplied in parallel to the evaporator pipes 12a and 12b, respectively.

상기 증발기 파이프(11)의 내측에는 -도 2에 도시된 바와 같이- 리브(40)가 제공되며, 상기 리브(40)는 다형의 나사선을 형성하며 그리고 리브 높이(R)를 갖는다. 여기서, 파이프축에 대해 수직인 평면(41)과 파이프 내측에 배치된 리브(40)의 플랭크(42) 간의 기울기각(α)은 55。보다 작다. 따라서, 연소 챔버(4)의 열로부터 증발기 파이프(11) 내로 가이드된 흐름 매체(S)로의 특히 높은 열 전달은 파이프 벽의 특히 낮은 온도에서 달성된다.Inside the evaporator pipe 11 is provided a rib 40-as shown in FIG. 2, which forms a polyline thread and has a rib height R. As shown in FIG. Here, the inclination angle α between the plane 41 perpendicular to the pipe axis and the flank 42 of the rib 40 disposed inside the pipe is smaller than 55 °. Thus, particularly high heat transfer from the heat of the combustion chamber 4 to the flow medium S guided into the evaporator pipe 11 is achieved at a particularly low temperature of the pipe wall.

인접한 증발기 또는 증기 발생기 파이프(11, 12a, 12b)는 도 1에 자세히 도시되지 않은 방식으로 핀에 의해 기밀 방식으로 서로 용접된다. 핀 폭의 적합한 선택에 의해 증발기 또는 증기 발생기 파이프(11, 12a, 12b)의 가열 상태가 달라진다. 따라서, 각각의 핀의 폭은 개별 증발기 또는 증기 발생기 파이프(11, 12a, 12b)가 증기 발생기 내에서 어디에 위치하느냐에 따라 가스측에 미리 정해진 온도 분포에 매칭된다. 여기서, 상기 온도 분포는 실험계수로부터 검출된 전형적인 온도 분포이거나, 또는 근사치일 수 있다. 이를 통해, 증발기 또는 증기 발생기(11, 12a, 12b)의 배출구에서 나타나는 온도차는 증발기 또는 증기 발생기 파이프(11, 12a, 12b)의 매우 상이한 가열시 특히 작게 유지된다. 이러한 방식으로 재료의 피로가 확실히 방지됨으로써, 증기 발생기(2)의 수명이 확실히 길어진다.Adjacent evaporator or steam generator pipes 11, 12a, 12b are welded to each other in a hermetic manner by fins in a manner not shown in detail in FIG. 1. The proper choice of fin width will vary the heating state of the evaporator or steam generator pipes 11, 12a, 12b. Thus, the width of each fin is matched to a predetermined temperature distribution on the gas side depending on where the individual evaporator or steam generator pipes 11, 12a, 12b are located in the steam generator. Here, the temperature distribution may be a typical temperature distribution detected from an experimental coefficient or may be an approximation. This ensures that the temperature difference at the outlet of the evaporator or steam generators 11, 12a, 12b is kept particularly small upon very different heating of the evaporator or steam generator pipes 11, 12a, 12b. The fatigue of the material is surely prevented in this way, so that the life of the steam generator 2 is surely long.

상기 연소 챔버(4)의 증발기 파이프(11)의 파이프 내부 직경(D)은 상기 연소 챔버(4) 내에서 각각의 증발기 파이프(11)가 어디에 위치하느냐에 따라 선택된다. 이러한 방식으로 상기 증기 발생기(2)는 부가로 상기 증발기 파이프(11)의 매우 상이한 가열에 매칭된다. 이러한 방식으로 상기 연소 챔버(4)의 증발기 파이프(11)를 설계함으로써 증발기 파이프(11)의 연속 흐름이 매우 확실히 보장되는데, 이때 상기 증발기 파이프(11)의 배출구에서 나타나는 온도차는 특히 적게 유지된다.The pipe inner diameter D of the evaporator pipe 11 of the combustion chamber 4 is selected depending on where each evaporator pipe 11 is located in the combustion chamber 4. In this way the steam generator 2 is additionally matched to a very different heating of the evaporator pipe 11. By designing the evaporator pipe 11 of the combustion chamber 4 in this way, the continuous flow of the evaporator pipe 11 is very assured, with the temperature difference appearing at the outlet of the evaporator pipe 11 being kept particularly small.

상기 연소 챔버의 배관시, 기밀 방식으로 서로 용접된 개별 증발기 파이프(11)의 가열이 증기 발생기(2)의 작동시 매우 상이하다는 점이 고려된다. 따라서, 상기 증발기 파이프(11)의 설계는 그것의 내부 리브, 인접한 증발기 파이프(11)와의 핀 결합, 그리고 파이프 내부 직경(D)에 관련하여, 모든 증발기 파이프(11)가 상이한 가열에도 불구하고 거의 동일한 배출 온도를 가지며 증기 발생기(2)의 모든 작동 상태에 대해 증발기 파이프(11)의 충분한 냉각이 보장되도록 선택된다. 이는 특히, 상기 증기 발생기(2)가 증발기 파이프(11)를 관류하는 흐름 매체(S)의 비교적 낮은 물질 유동 밀도를 위해 설계됨으로써 보장된다. 상기 핀 결합 및 파이프 내부 직경(D)의 적합한 선택에 의해, 전체 압력 손실에 대한 마찰에 의한 압력 손실의 부분은 자유 순환비가 나타날 정도로 적다. 즉, 심하게 가열된 증발기 파이프(11)가 약하게 가열된 증발기 파이프(11) 보다 더 강하게 관류된다. 따라서, 비교적 강하게 가열된 증발기 파이프(11)는 버너 가까이에서-질량 흐름에 관련하여- 연소 챔버 단부에 배치된 비교적 약하게 가열된 증발기 파이프(11)와 거의 동일한 열을 수용하게 된다. 여기서, 내부 리브는 증발기 파이프벽이 충분히 냉각될 수 있도록 설계된다. 따라서, 위에 언급된 처리에 의해 모든 증발기 파이프(11)는 거의 동일한 배출 온도를 갖게 된다. 수직 가스 추출 장치를 갖는 증기 발생기에 있어서, 이와 같은 증발기 구상은 예컨대 VGB-Kraftwerkstechnik 75(1995), 제 4권, 353 내지 359 페이지에 공지되어 있다.In the piping of the combustion chamber, it is contemplated that the heating of the individual evaporator pipes 11 welded to each other in an airtight manner is very different in the operation of the steam generator 2. Thus, the design of the evaporator pipe 11 is related to its inner ribs, the pin coupling with adjacent evaporator pipes 11, and the pipe inner diameter D, so that all the evaporator pipes 11 are almost in spite of different heating. It is selected to have the same discharge temperature and to ensure sufficient cooling of the evaporator pipe 11 for all operating states of the steam generator 2. This is especially ensured by the steam generator 2 being designed for the relatively low mass flow density of the flow medium S through the evaporator pipe 11. By suitable selection of the pin coupling and pipe inner diameter D, the part of the pressure loss due to the friction against the total pressure loss is so small that the free circulation ratio appears. That is, the heavily heated evaporator pipe 11 flows more strongly than the weakly heated evaporator pipe 11. Thus, the relatively strongly heated evaporator pipe 11 receives almost the same heat as the relatively weakly heated evaporator pipe 11 disposed at the end of the combustion chamber near the burner-in relation to the mass flow. Here, the inner ribs are designed so that the evaporator pipe wall can be sufficiently cooled. Thus, by the above-mentioned treatment, all the evaporator pipes 11 have almost the same discharge temperature. For steam generators with vertical gas extraction devices, such evaporator designs are known, for example, from VGB-Kraftwerkstechnik 75 (1995), Vol. 4, pages 353-359.

흐름 매체 측으로 볼 때 상기 연소 챔버(4)의 증발기 파이프(11)의 상부에는 흐름 매체(S)용 유입 컬렉터 시스템(16)이 연결되고, 그리고 하부에는 배출 컬렉터 시스템(18)이 연결된다. 이를 통해, 평행하게 연결된 증발기 파이프(11)의 압력 균등이 가능해지며, 이러한 압력 균등은 균일한 관류를 야기한다.The inlet collector system 16 for the flow medium S is connected to the upper part of the evaporator pipe 11 of the combustion chamber 4 and the outlet collector system 18 to the lower part. This makes it possible to equalize the pressure of the evaporator pipes 11 connected in parallel, which leads to uniform perfusion.

화석 연료(B)의 연소열을 특히 적절하게 이용하기 위해, 흐름 매체측으로 볼 때 상기 연소 챔버(4)의 정면(9)의 증발기 파이프(11)는 상기 연소 챔버(4)의 측벽(10a)의 증발기 파이프의 상부에 연결된다.In order to use the heat of combustion of the fossil fuel B particularly suitably, the evaporator pipe 11 of the front side 9 of the combustion chamber 4 when viewed from the flow medium side of the side wall 10a of the combustion chamber 4. It is connected to the top of the evaporator pipe.

수평 가스 추출 장치(6)는 격벽 가열 표면으로 형성된 다수의 과열 표면(22)을 가지며, 상기 과열 표면(22)은 매달려있는 구조로 가열 가스(H)의 주 흐름 방향(24)에 대해 거의 수직으로 배치되고 상기 과열 표면(22)의 파이프는 흐름 매체(S)의 관류를 위해 평행하게 연결된다. 상기 과열 표면(22)은 주로 대류에 의해 가열되고 흐름 매체 측으로 볼 때 연소 챔버(4)의 증발기 파이프(11)의 하부에 연결된다.The horizontal gas extraction device 6 has a plurality of superheated surfaces 22 formed with partition heating surfaces, which are suspended in a structure substantially perpendicular to the main flow direction 24 of the heating gas H. And the pipes of the superheated surface 22 are connected in parallel for the perfusion of the flow medium S. The superheated surface 22 is mainly heated by convection and connected to the bottom of the evaporator pipe 11 of the combustion chamber 4 when viewed from the flow medium side.

수직 가스 추출 장치(8)는 주로 대류에 의해 가열될 수 있는 다수의 대류성 가열 표면(26)을 가지며, 상기 표면(26)은 가열 가스(H)의 주 흐름 방향에 대해 거의 수직으로 배치된 파이프로 형성된다. 상기 파이프는 흐름 매체(S)의 관류를 위해 평행하게 연결된다. 또한 상기 수직 가스 추출 장치(8)에는 고압 예열기 또는 이코노마이저(28)가 배치된다. 배출측으로 볼 때 상기 수직 가스 추출 장치(8)는 자세히 도시되지 않은 연도 가스 또는 열 교환기 내로 통하고 거기로부터 먼지 필터를 통해 굴뚝 내로 통한다.The vertical gas extraction device 8 has a plurality of convective heating surfaces 26 which can be heated mainly by convection, which surfaces 26 are arranged almost perpendicular to the main flow direction of the heating gas H. It is formed into a pipe. The pipes are connected in parallel for the perfusion of the flow medium S. The vertical gas extraction device 8 is also equipped with a high pressure preheater or economizer 28. On the discharge side, the vertical gas extraction device 8 passes into a flue gas or heat exchanger not shown in detail and from there into the chimney through a dust filter.

증기 발생기(2)는 수평 구조로 매우 낮은 높이로 실행되고 따라서 매우 적은 제조 및 설치 비용이 달성될 수 있다. 이를 위해, 상기 증기 발생기(2)의 연소 챔버(4)는 다수의 화석 연료(B)용 버너(30)를 가지며, 상기 버너(30)는 상기 연소 챔버(4)의 정면(14)에서 수평 가스 추출 장치(6)의 높이에 배치된다.The steam generator 2 is run at a very low height in a horizontal configuration and thus very low manufacturing and installation costs can be achieved. To this end, the combustion chamber 4 of the steam generator 2 has a plurality of burners 30 for fossil fuel B, the burners 30 being horizontal at the front face 14 of the combustion chamber 4. It is arranged at the height of the gas extraction device 6.

따라서, 화석 연료(B)는 매우 높은 효력을 달성하기 위해 완전히 소각되고 가열 가스 측으로 볼 때 수평 가스 추출 장치(6)의 제 1 과열 표면에서 나타나는 재료의 결함, 및 예컨대 재의 유입에 의한 오염이 확실히 방지되며, 상기 연소 챔버(4)의 길이(L)는 증기 발생기(2)의 전부하 작동시 화석 연료(B)의 소각 길이를 초과하도록 선택된다. 여기서, 상기 길이(L)는 연소 챔버(4)의 정면(14)에서부터 수평 가스 추출 장치(6)의 유입 영역(32)까지의 간격을 말한다. 여기서, 상기 화석 연료(B)의 소각 길이는 정해진 평균 연도 가스 온도에서 화석 연료(B)의 소각 시간(tA)과 수평 방향으로의 가열 가스 속도를 곱한 것이다. 각각의 증기 발생기(2)에 대한 최대의 소각 길이는 증기 발생기(2)의 전부하 작동시 나타난다. 상기 화석 연료(B)의 소각 시간(tA)은 또한, 예컨대 정해진 평균 연도 가스 온도에서 완전한 소각을 위한 평균 크기의 탄진 입자를 필요로 하는 시간이다.Thus, the fossil fuel B is completely incinerated in order to achieve a very high effect and the defects of the material appearing on the first superheated surface of the horizontal gas extraction device 6 when viewed from the heating gas side, and contamination by, for example, the inflow of ash are surely ensured. Prevented, the length L of the combustion chamber 4 is selected to exceed the incineration length of the fossil fuel B during full load operation of the steam generator 2. The length L here refers to the distance from the front face 14 of the combustion chamber 4 to the inlet region 32 of the horizontal gas extraction device 6. Here, the incineration length of the fossil fuel B is multiplied by the burning time t A of the fossil fuel B at a predetermined average flue gas temperature by the heating gas velocity in the horizontal direction. The maximum incineration length for each steam generator 2 appears during full load operation of the steam generator 2. The incineration time t A of the fossil fuel B is also the time required for the average sized coal particles for complete incineration, for example at a defined average flue gas temperature.

화석 연료(B)의 연소열을 특히 바람직하게 이용하기 위해, 상기 연소 챔버(4)의 길이(L)(m으로 표시됨)는 연소 챔버(4)(TBRK)(℃로 표시됨)로부터 나온 작동 매체의 배출 온도, 화석 연료(B)의 소각 시간(tA)(s로 표시됨), 그리고 연소 챔버(4)의 BMCR 값(W)(kg/s로 표시됨)에 따라 적절히 선택될 수 있다. 여기서, BMCR 값은 보일러에 매겨지는 최대의 연속 정격을 나타낸다. 상기 BMCR 값(W)은 국제적으로 통용되는, 증기 발생기의 최대의 연속 출력에 대한 개념이다. 이러한 연속 출력은 설계된 출력, 즉 증기 발생기의 전부하 작동시 나타나는 출력에 상응한다. 여기서, 상기 연소 챔버(4)의 길이(L)는 하기의 함수에 의해 근사치로 결정된다. 즉,In order to particularly use the heat of combustion of fossil fuel B, the length L of the combustion chamber 4 (denoted in m) is the working medium from the combustion chamber 4 (T BRK ) (denoted in ° C). May be appropriately selected depending on the discharge temperature of the fossil fuel B, the burning time t A of the fossil fuel B (denoted in s), and the BMCR value W of the combustion chamber 4 (denoted in kg / s). Here, the BMCR value represents the maximum continuous rating given to the boiler. The BMCR value (W) is a concept for the maximum continuous output of a steam generator, which is internationally accepted. This continuous output corresponds to the designed output, that is, the output that appears during full load operation of the steam generator. Here, the length L of the combustion chamber 4 is determined as an approximation by the following function. In other words,

L(W, tA)=(C1+C2·W)·tA(1) L (W, t A) = (C 1 + C 2 · W) · t A (1)

L(W, TBRK)=(C3·TBRK+C4)W+C5(TBRK)2+C6·TBRK+C7(2) L (W, T BRK) = (C 3 · T BRK + C 4) W + C 5 (T BRK) 2 + C 6 · T BRK + C 7 (2)

이때,At this time,

C1= 8m/s 이고,C 1 = 8 m / s,

C2= 0.0057m/kg 이며,C 2 = 0.0057 m / kg,

C3= -1.905·10-4(m·s)/(kg℃) 이고,C 3 = -1.905 · 10 -4 (m · s) / (kg ° C),

C4= 0.2857(s·m)/kg 이며,C 4 = 0.2857 (sm) / kg,

C5= 3·10-4m/(℃)2이고,C 5 = 3 · 10 -4 m / (° C) 2 ,

C5= -0.8421 m/℃ 이며,C 5 = -0.8421 m / ° C,

C7= 603.4125 m 이다.C 7 = 603.4125 m.

여기서, 근사치라는 말은 각 함수에 의해 정해진 값으로부터 +20%/-10% 만큼 허용 편차가 발생한다는 것을 의미한다. 여기서, 항상 연소 챔버(4)의 임의로 고정된 BMCR 값에 있어서 항상 연소 챔버(4)의 길이(L)의 값(L) 중 보다 큰 값이 적용된다.Here, the approximation means that the allowable deviation occurs by +20% /-10% from the value determined by each function. Here, the value of the length L of the length L of the combustion chamber 4 always applies to the arbitrarily fixed BMCR value of the combustion chamber 4.

BMCR 값에 따른 연소 챔버(4)의 길이(L)의 계산에 대한 예로서 도 3에 따른 좌표계에서 6 개의 커브(K1내지 K6)가 도시된다. 여기서, 상기 커브에는 각각 하기의 파라미터가 할당된다.As an example for the calculation of the length L of the combustion chamber 4 according to the BMCR value, six curves K 1 to K 6 are shown in the coordinate system according to FIG. 3. Here, the curves are assigned the following parameters, respectively.

(1)에 따르면, K1: tA= 3s 이고,According to (1), K 1 : t A = 3s,

(2)에 따르면, K1: tA= 2.5s 이며,According to (2), K 1 : t A = 2.5 s,

(3)에 따르면, K3: tA= 2s 이고,According to (3), K 3 : t A = 2s,

(4)에 따르면, K4: tBRK= 1200℃ 이며,According to (4), K 4 : t BRK = 1200 ° C,

(5)에 따르면, K5: tBRK= 1300℃ 이고,According to (5), K 5 : t BRK = 1300 ° C.,

(6)에 따르면, K6: tBRK= 1400℃ 이다.According to (6), K 6 : t BRK = 1400 ° C.

따라서, 상기 연소 챔버(4)의 길이(L)를 결정하기 위해 예컨대 소각 시간(tA= 3s) 및 연소 챔버(4)로부터 나온 작동 매체의 배출 온도(TBRK= 1200℃)에 대해서는 커브(K1내지 K4)가 인용될 수 있다. 이로부터 상기 연소 챔버(4)의 미리 주어진 BMCR 값(W)에 있어서,Thus, for determining the length L of the combustion chamber 4, for example, the incineration time t A = 3s and the discharge temperature of the working medium from the combustion chamber 4 (T BRK = 1200 ° C.) K 1 to K 4 ) may be cited. From this, for a given BMCR value W of the combustion chamber 4,

K4에 따르면, W = 80 kg/s 일때, 길이 L = 29m 이고,According to K 4 , when W = 80 kg / s, the length L = 29m,

K4에 따르면, W = 160 kg/s 일때, 길이 L = 34m 이며,According to K 4 , when W = 160 kg / s, the length L = 34m,

K4에 따르면, W = 560 kg/s 일때, 길이 L = 57m 이다.According to K 4 , the length L = 57 m when W = 560 kg / s.

상기 소각 시간(tA=2.5s) 및 연소 챔버로부터 나온 작동 매체의 배출 온도(TBRK=1300℃)에 대해 예컨대 커브(K2내지 K5)가 인용될 수 있다. 이로부터 연소 챔버(4)의 미리 주어진 BMCR 값(W)에 있어서,For example, curves K 2 to K 5 can be cited for the incineration time (t A = 2.5 s) and the discharge temperature (T BRK = 1300 ° C.) of the working medium from the combustion chamber. From this, for a given BMCR value W of the combustion chamber 4,

K에 따르면, W = 80 kg/s 일때, 길이 L = 21m 이고,According to K, when W = 80 kg / s, the length L = 21 m,

K2및 K5에 따르면, W = 180 kg/s 일때, 길이 L = 23m 이며,According to K 2 and K 5 , when W = 180 kg / s, the length L = 23m,

K5에 따르면, W = 560 kg/s 일때, 길이 L = 37m 이다.According to K 5 , the length L = 37m when W = 560 kg / s.

소각 시간(tA= 2s) 및 연소 챔버로부터 나온 작동 매체의 배출 온도(tBRK= 1400℃)에는 예컨대 커버(K3및 K6)가 할당된다. 이로부터 연소 챔버(4)의 미리 주어진 BMCR 값(W)에 있어서,The incineration time (t A = 2s) and the discharge temperature (t BRK = 1400 ° C.) of the working medium from the combustion chamber are assigned, for example, covers K 3 and K 6 . From this, for a given BMCR value W of the combustion chamber 4,

K3에 따르면, W = 80 kg/s 일때, L=18m이고,According to K 3 , when W = 80 kg / s, L = 18m,

K3및 K6에 따르면, W = 464 kg/s 일때, L=21m이며,According to K 3 and K 6 , when W = 464 kg / s, L = 21 m,

K6에 따르면, W = 560 kg/s 일때, L=23m이다.According to K 6 , L = 23m when W = 560 kg / s.

증기 발생기(2)의 작동시 버너(30)에는 화석 연료(B)가 공급된다. 상기 버너(30)의 불꽃(F)은 수평으로 설치된다. 연소 챔버(4)의 구조에 의해 연소시 발생하는 가열 가스(H)의 흐름은 거의 수평의 주 흐름 방향(24)으로 생성된다. 상기 가열 가스(H)는 수평 가스 추출 장치(6)에 의해 거의 바닥을 향해 설치된 수직 가스 추출 장치(8) 내로 이르러서, 상기 수직 가스 추출 장치(8)를 도시되지 않은 굴뚝의 방향으로 벗어난다.The fossil fuel B is supplied to the burner 30 when the steam generator 2 is operated. The flame F of the burner 30 is installed horizontally. By the structure of the combustion chamber 4, the flow of the heating gas H generated during combustion is generated in the substantially horizontal main flow direction 24. The heating gas H reaches into the vertical gas extraction device 8 provided almost horizontally by the horizontal gas extraction device 6, thereby leaving the vertical gas extraction device 8 in the direction of the chimney not shown.

이코노마이저(28)에 나타나는 흐름 매체(S)는 수직 가스 추출 장치(8) 내에 배치된 격벽 가열 표면을 통해 증기 발생기(2)의 연소 챔버(4)의 유입 컬렉터 시스템(16) 내로 이른다. 수직으로 배치되어, 기밀 방식으로 서로 용접된 증기 발생기(2)의 연소 챔버(4)의 증발기 파이프(11)에는 증발, 그리고 경우에 따라서는 흐름 매체(S)의 부분적인 과열이 나타난다. 이때 발생하는 증기 또는 수증기 혼합물은 흐름 매체(S)용 배출 컬렉터 시스템(18) 내로 집결된다. 거기로부터 증기 또는 물-증기 혼합물은 수평 가스 추출 장치(6) 및 수직 가스 추출 장치(8)의 벽 내로 이르고, 그리고 거기로부터 재차 수평 가스 추출 장치(6)의 과열 표면(22) 내로 이른다. 상기 과열 표면(22) 내에서 증기의 추가 과열이 이루어지며, 이어서 상기 증기는 예컨대 증기 터빈의 구동 장치로 공급된다.The flow medium S which appears in the economizer 28 leads into the inlet collector system 16 of the combustion chamber 4 of the steam generator 2 via a partition heating surface disposed in the vertical gas extraction device 8. The evaporator pipe 11 of the combustion chamber 4 of the steam generator 2, which is arranged vertically and welded to each other in an airtight manner, exhibits evaporation and in some cases partial overheating of the flow medium S. The steam or water vapor mixture generated at this time is collected into the exhaust collector system 18 for the flow medium S. From there the steam or water-vapor mixture reaches into the walls of the horizontal gas extraction device 6 and the vertical gas extraction device 8, and from there again into the superheated surface 22 of the horizontal gas extraction device 6. Further superheating of the steam takes place in the superheated surface 22, which is then supplied, for example, to the drive of the steam turbine.

상기 증기 발생기(2)의 특히 적은 전체 높이 및 복잡한 구조에 의해 매우 적은 제조 및 설치 비용이 보장된다. 비교적 적은 기술적 비용에 의해 조절될 수 있는 장치는 특히 수평 가스 추출 장치(6)의 높이에 배치된 연소 챔버(4)의 버너(30)에 의해 보장되며, 상기 버너(30)에 의해 가열 가스(H)의 거의 수평인 주 흐름 방향(24)으로 상기 연소 챔버(4)가 관류된다. 여기서, 상기 연소 챔버(4)의 BMCR 값(W)에 따라 상기 연소 챔버(4)의 길이(L)를 선택함으로써, 화석 연료(B)의 연소열이 매우 확실히 이용될 수 있다. 상기와 같이 적은 전체 높이를 갖는 증기 발생기(2)를 갖는 증기 터빈 장치에 있어서, 증기 발생기(2)에서부터 증기 터빈까지의 연결 파이프는 매우 간단한 방식으로 설계될 수 있다.The very low overall height and complicated structure of the steam generator 2 ensures very low manufacturing and installation costs. The device, which can be adjusted by a relatively low technical cost, is in particular ensured by the burner 30 of the combustion chamber 4 arranged at the height of the horizontal gas extraction device 6, by means of which the burner 30 is heated gas ( The combustion chamber 4 flows through the substantially horizontal main flow direction 24 of H). Here, by selecting the length L of the combustion chamber 4 according to the BMCR value W of the combustion chamber 4, the heat of combustion of the fossil fuel B can be used very surely. In the steam turbine apparatus with the steam generator 2 having a small overall height as described above, the connecting pipe from the steam generator 2 to the steam turbine can be designed in a very simple manner.

Claims (16)

화석 연료(B)용 연소 챔버(4)를 가지며, 가열 가스측으로 볼 때 그것의 하부에 수평 가스 추출 장치(6)에 의해 수직 가스 추출 장치(8)가 연결되어 있는 증기 발생기(2)에 있어서,In the steam generator (2) having a combustion chamber (4) for fossil fuel (B), the vertical gas extracting device (8) being connected to the lower portion thereof by the horizontal gas extracting device (6) as viewed from the heating gas side. , 상기 연소 챔버(4)가 다수의 버너(30)를 가지며, 상기 버너(30)는 수평 가스 추출 장치(6)의 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.Steam generator, characterized in that the combustion chamber (4) has a plurality of burners (30), the burners (30) are arranged at the height of the horizontal gas extraction device (6). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버너(30)가 상기 연소 챔버(4)의 정면(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.The burner (30) is characterized in that the burner (30) is arranged on the front (14) of the combustion chamber (4). 제 1항 또는 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 연소 챔버(4)의 정면(14)에서부터 수평 가스 추출 장치(6)의 유입 영역(32)까지의 간격에 의해 정해진 연소 챔버(4)의 길이(L)가 상기 증기 발생기(2)의 전부하 작동시 적어도 화석 연료(B)의 소각 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 증기 발생기.The length L of the combustion chamber 4 determined by the interval from the front face 14 of the combustion chamber 4 to the inlet region 32 of the horizontal gas extraction device 6 is determined by the front of the steam generator 2. Steam generator characterized in that at least equal to the incineration length of the fossil fuel (B) during load operation. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 연소 챔버(4)의 길이(L)가 상기 연소 챔버(4)의 BMCR 값(W), 상기 버너(30)의 소각 시간(tA) 및/또는 상기 연소 챔버(4)로부터 나온 작동 매체의 배출 온도(TBRK)의 함수로서,The length L of the combustion chamber 4 is the BMCR value W of the combustion chamber 4, the incineration time t A of the burner 30 and / or the working medium from the combustion chamber 4. As a function of the discharge temperature (T BRK ) of L(W, tA)=(C1+C2·W)·tA이고,L (W, t A ) = (C 1 + C 2 W) t A , L(W, TBRK)=(C3·TBRK+C4)W+C5(TBRK)2+C6·TBRK+C7일때, L (W, T BRK) = (C 3 · T BRK + C 4) W + C 5 (T BRK) 2 + C 6 · T BRK + C 7 when, C1= 8m/s 이고,C 1 = 8 m / s, C2= 0.0057m/kg 이며,C 2 = 0.0057 m / kg, C3= -1.905·10-4(m·s)/(kg℃) 이고,C 3 = -1.905 · 10 -4 (m · s) / (kg ° C), C4= 0.2857(s·m)/kg 이며,C 4 = 0.2857 (sm) / kg, C5= 3·10-4m/(℃)2이고,C 5 = 3 · 10 -4 m / (° C) 2 , C5= -0.8421 m/℃ 이며,C 5 = -0.8421 m / ° C, C7= 603.4125 m 인 방정식에 따라 근사적으로 선택되며, 상기 연소 챔버(4)의 BMCR 값에 있어서 각각 상기 연소 챔버(4)의 길이(L) 중 더 큰 값이 적용되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.The steam is characterized in that it is approximated according to the equation C 7 = 603.4125 m and the larger of the lengths L of the combustion chamber 4 is applied to the BMCR value of the combustion chamber 4 respectively. generator. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 연소 챔버(4)의 정면(14)이 기밀 방식으로 서로 용접되어, 수직으로 배치된 평행하게 흐름 매체(S)가 공급될 수 있는 증발기 파이프(11)로 형성되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.A steam generator, characterized in that the front surfaces (14) of the combustion chamber (4) are welded to each other in an airtight manner so that the evaporator pipes (11) can be fed in parallel with the flow medium (S) arranged vertically. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 연소 챔버(4)의 측벽(10a)이 기밀 방식으로 서로 용접되어, 수직으로 배치된 평행하게 흐름 매체(S)가 공급될 수 있는 증발기 파이프(11)로 형성되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.A steam generator, characterized in that the side walls (10a) of the combustion chamber (4) are welded to each other in an airtight manner so that the evaporator pipe (11) can be fed in parallel with the flow medium (S) arranged vertically. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 다수의 증발기 파이프(11)의 내측에는 각각 다형의 나사선을 형성하는 리브(40)가 제공되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.A steam generator, characterized in that the inside of the plurality of evaporator pipes (11) is provided with ribs (40), each forming a polymorphic thread. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 파이프축에 대해 수직인 평면(41)과 파이프 내측에 배치된 리브(40)의 플랭크(42) 간의 기울기각(α)이 60。 보다 작고, 바람직하게는 55。 보다 작은 것을 특징으로 하는 증기 발생기.Steam generator characterized in that the inclination angle α between the plane 41 perpendicular to the pipe axis and the flanks 42 of the ribs 40 arranged inside the pipe is less than 60 ° and preferably less than 55 °. . 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 수평 가스 추출 장치(6)의 측벽(10b)이 기밀 방식으로 서로 용접되어, 수직으로 배치된 평행하게 흐름 매체(S)가 공급될 수 있는 증발기 파이프(12a)로 형성되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.The side wall 10b of the horizontal gas extraction device 6 is welded to each other in an airtight manner so that the vapor is formed as an evaporator pipe 12a into which the flow medium S can be fed in parallel. generator. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 9, 상기 수직 가스 추출 장치(8)의 측벽(10c)이 기밀 방식으로 서로 용접되어, 수직으로 배치된 평행하게 흐름 매체(S)가 공급될 수 있는 증발기 파이프(12b)로 형성되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.The side wall 10c of the vertical gas extraction device 8 is welded to each other in an airtight manner so that the vapor is formed as an evaporator pipe 12b to which the flow medium S can be fed in parallel. generator. 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 10, 인접한 증발기 또는 증기 발생기 파이프(11, 12a, 12b)가 핀에 의해 기밀 방식으로 서로 용접되며, 상기 핀의 폭이 연소 챔버(4), 수평 가스 추출 장치(6) 및/또는 수직 가스 추출 장치(8) 내의 증발기 또는 증기 발생기 파이프(11, 12a, 12b)의 개별 위치에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.Adjacent evaporator or steam generator pipes 11, 12a, 12b are welded to each other by means of fins in a hermetic manner, the width of the fins being the combustion chamber 4, the horizontal gas extraction device 6 and / or the vertical gas extraction device ( Steam generator, characterized in that it is selected according to the individual positions of the evaporator or steam generator pipes (11, 12a, 12b). 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 상기 연소 챔버(4)의 증발기 파이프(11)의 파이프 내부 직경(D)이 상기 연소 챔버(4) 내의 증발기 파이프(11)의 개별 위치에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.Steam generator, characterized in that the pipe inner diameter (D) of the evaporator pipe (11) of the combustion chamber (4) is selected according to the individual position of the evaporator pipe (11) in the combustion chamber (4). 제 1항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 12, 흐름 매체측으로 볼 때 상기 연소 챔버(4)에 배치된 증발기 파이프(11)의 상부에는 흐름 매체(S)용 공동의 유입 컬렉터 시스템(16)이 연결되고, 그리고 하부에는 공동의 배출 컬렉터 시스템(18)이 연결되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.Viewed on the flow medium side, the inlet collector system 16 of the cavity for the flow medium S is connected to the upper part of the evaporator pipe 11 arranged in the combustion chamber 4, and the cavity outlet collector system 18 to the lower part. Steam generator, characterized in that is connected. 제 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 13, 상기 연소 챔버(4)의 정면(14)의 증발기 파이프(11)가 흐름 매체측으로 볼 때 상기 연소 챔버(4)의 측벽(10a)의 증발기 파이프(11)의 상부에 연결되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.The evaporator pipe 11 of the front face 14 of the combustion chamber 4 is connected to the top of the evaporator pipe 11 of the side wall 10a of the combustion chamber 4 when viewed from the flow medium side. generator. 제 1항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 14, 상기 수평 가스 추출 장치(6)에는 다수의 과열 표면(22)이 매달려있는 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.Steam generator, characterized in that the horizontal gas extraction device (6) is arranged in a structure in which a plurality of superheated surfaces (22) are suspended. 제 1항 내지 15항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 15, 상기 수직 가스 추출 장치(8)에는 다수의 대류 가열 표면(26)이 배치되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기.Steam generator, characterized in that a plurality of convection heating surfaces (26) are arranged in the vertical gas extraction device (8).
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